专利名称：凸轮式差速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车和其它轮式车辆驱动桥的差速器结构，特别是一种由凸轮来实现车辆曲线行驶时左、右驱动车轮差速传动的新型差速器。
目前用于轮式车辆驱动桥中的差速器采用行星齿轮结构，它包括4个行星齿轮、2个半轴齿轮、行星齿轮架以及差速器壳体等部件，结构工艺复杂，造价高。此外，此种差速器所能提供的驱动力矩为最小附着力矩一侧车轮的力矩的2倍。当该侧驱动车轮出现滑转现象时，另一侧车轮亦随之失去驱动力矩，致使车辆无法继续行进。
本实用新型是主要针对上述两个问题而另行设计的一类新型差速机构。采用结构简单的凸轮来代替前述较复杂的行星齿轮结构。其主要工作特点是，当汽车直线行驶，左、右驱动车轮转速相等时，传动力矩均匀地分配给左、右两驱动车轮。当车辆驶入弯道并出现左、右两驱动车轮转速不同时，扭矩只传给转速较低的内侧车轮，而转速较高的外侧车轮则因凸轮脱离啮合而变为从动车轮。当车辆恢复直线行驶后，因外侧车轮与内侧车轮转动趋于同步，致使外侧凸轮又自动重新啮合，并使外侧车轮成为驱动车轮。保证上述工作过程实现的主要原理是，当连接外侧车轮的凸轮转速超过驱动环的转速时，凸轮顶部与驱动环侧面的接触面轨迹为一空间螺旋面，由于斜面接触而产生的轴向推力足以使凸轮作轴向移动而脱离与驱动环的啮合，从而使该侧车轮变为从动车轮，作无滑转的纯滚动，这样就达到了差速的目的。
本差速器的另一特点是，当装有该差速器的车辆行驶时，即使一侧驱动车轮的附着力矩降低到将要滑转的程度，另一侧车轮仍维持原驱动力矩不变。故此时车辆的全部驱动力矩M凸为M凸＝M大＋M小其中M小－滑转一侧驱动车轮力矩M大－非滑转一侧驱动车轮力矩在同等情况下，采用行星齿轮差速器的车辆所提供的全部驱动力矩M行为
M行＝2M小显然满足，M凸》M行。故在附着力小的道路(如泥泞、冰雪等道路)上，采用本实用新型所能提供的驱动力矩M凸明显大于现有行星齿轮差速器所提供的力矩M行，因而前者能提高车辆在附着力小的道路上的通过能力。
以下结合附图具体说明本实用新型的工作原理和特点。
图1为本凸轮式差速器左半部份的主视图(右半部份以0－0轴为对称轴而对称)，图2为
图1的AA和BB剖面图，图3表示六角形凸轮与前进驱动环啮合时的视图，驱动环的6个爪尖的指向呈反时针方向，图4表示六角形凸轮与倒车驱动环啮合时的视图，驱动环的6个爪尖的指向呈顺时针方向。凸轮除为图示的六边形外，还可以是其它形状的等边多边形，其边(角)数可以大于或少于6。驱动环的爪数与凸轮的边数相等。
图5表示本差速器装在驱动桥总成上的装配示意图，图6表示
图1中驱动环一个爪的E向局部视图，图7至10表示外侧车轮超前内侧车轮转动0°、15°、30°和45°时，凸轮的一个侧面与驱动环的一个爪的接触情况。
图11为
图1的D向视图，它表示驱动齿轮轮毂与驱动环发生相对滑转时，凸轮位置控制架与驱动齿轮轮毂斜面接触的情况。
下面说明工作原理，
图1所示的本差速器的左半部份表示处于车辆直线前行时的工作位置的情况(其右半部份与此图对称并采用相同的零件编号)。可以看出，此时前行驱动环〔1〕与前行凸轮〔2〕啮合，驱动扭矩由驱动齿轮轮毂〔3〕，经前行驱动环〔1〕和左、右两侧凸轮〔2〕的花键，分别传给左、右两侧半轴〔4〕使车辆前进。当车辆进入曲线前行时，与内侧车轮相连的处于前行位的凸轮〔2〕处于啮合状况，而外侧凸轮〔2〕则由于转速超出而向左移动并脱离啮合，致使外侧车轮成为从动轮，作无滑转的纯滚动，实现了前行的差速传动。所谓凸轮转速超出是指凸轮相对驱动环的旋转方向为驱动环的爪尖所指方向。
当车辆恢复直线前行时，外侧凸轮在弹簧〔11〕力的作用下回位，恢复啮合状态。
当车辆直线倒行时，驱动齿轮轮毂〔3〕与驱动环〔5〕发生相对滑转，由于斜面〔1〕与柱销〔2〕(
图11)接触引起的轴向力使凸轮位置控制架〔6〕由图示的F位置移至左侧的R位置(如
图1)。此时凸轮〔2〕也相应地向左移动与倒车凸轮〔7〕接合成一体(如图4所示)，并与倒车驱动环〔8〕相啮合，从而处于倒车工作位置，相当于车辆直线倒行的情况。
当汽车作曲线倒行时，与内侧车轮相连并处于倒行位的凸轮〔7〕进入啮合状况，而外侧凸轮〔7〕连同凸轮〔2〕则由于转速超出而向右移动并脱离啮合，使外侧车轮成为从动车轮，实现了倒行差速传动。当车辆恢复直线倒行时，外侧凸轮在弹簧〔9〕和〔11〕的力的作用下而回位，恢复啮合状态。
当车辆由倒行转变为前行时，凸轮位置控制架〔6〕在弹簧〔10〕的作用下由R位置移动到F位置，进入前行驱动状态。
上述情况表明，一侧凸轮相对另一侧凸轮转速超出时使超速一侧凸轮脱离啮合是实现曲线行驶差速的基本原因。现结合图例说明超速时脱离啮合的原理。
图7至10的上半部分分别表示图6中由左至右的4个剖面，并表示与凸轮顶缘的接合情况。其中图7表示驱动时驱动环与凸轮的正常啮合位，即驱动工作位，图8至10分别表示外侧凸轮相对内侧凸轮超前转动15°、30°和45°时驱动环的一个爪与凸轮顶缘的接触情况。本设计保证其接触面的轨迹为一空间螺旋面，由于接触斜面产生对凸轮的轴向推力足以克服弹簧力和摩擦力，使其逐次由啮合面脱离，因此图8至10表示由驱动到脱离啮合的过渡位置。当超前45°时已基本脱离，而超前60°时则完全脱离，使本侧车轮变成从动轮。当车辆恢复直线行驶后，外侧凸轮与内侧凸轮的转动趋于同步。由于凸轮与驱动环存在一定的间隙(图3和图4)，在回位弹簧〔9〕或〔11〕的力的作用下，外侧凸轮自动进入啮合状况。前进驱动环爪平面与凸轮侧面之间的间隙为0.05－0.3mm。
倒车差速的原理与上述情况相类似。从图4所示的倒车驱动环结构可以看出，它的驱动环爪具有和前进驱动环相反的方向(和图3对比)。倒车驱动环爪平面与凸轮侧面之间的间隙为0.1－0.4mm。
本实用新型的主要零件为1个驱动环、2个凸轮和2个凸轮控制架共计5件。而现有行星式差速器则包括4个行星齿轮、2个半轴齿轮、行星齿轮架和差速器壳体共计8件。故本实用新型具有结构简单、重量轻、便于制造和生产成本低等特点。
此外，装有本差速器的汽车在附着力小的路面上行驶时能提供较大的驱动力矩，提高了汽车的通过和越野能力。
权利要求1.一种凸轮式差速器，特别是一种由外侧凸轮自动脱离啮合来实现轮式车辆左、右驱动车轮差速传动的新型差速器。该差速器有一个驱动齿轮轮毂[3]，2个可作左、右滑动的凸轮[2]，与凸轮[2]相啮合有前进驱动环[1]或倒车驱动环[8]，由位置控制架[6]来控制凸轮[2]所处的位置。本实用新型的特征在于a、前进驱动环[1]的6个爪的尖端指向呈反时针方向，b、倒车驱动环[8]的6个爪的尖端指向呈顺时针方向，c、位置控制架[6]通过弹簧[11]与凸轮[2]相连接，d、凸轮[2]为等边多边形，其边(角)数可大于或小于6，e、凸轮[2]的边(角)数与驱动环[1]或[8]的爪数相等。
2.根据权利要求1所述的凸轮式差速器，其特征在于a、凸轮〔2〕相对前进驱动环〔1〕或倒车驱动环〔8〕的旋转方向与驱动环的爪尖所指方向一致时，其间的接触面轨迹为一空间螺旋面，b、位置控制架〔6〕的位置是依靠驱动齿轮轮毂〔3〕与驱动环〔1〕和〔8〕的相对滑转来控制。
3.根据权利要求1所述的凸轮式差速器，其特征在于，在其位置控制架〔6〕的上部装有圆柱形销，与驱动齿轮轮毂〔3〕的外伸部份的斜面接触。
4.根据权利要求1或2所述的凸轮式差速器，其特征在于a、前进驱动环〔1〕的爪平面与凸轮侧面之间的间隙为0.05－0.3mm，b、倒车驱动环〔8〕的爪平面与凸轮侧面之间的间隙为0.1－0.4mm。
专利摘要本实用新型是一种用凸轮来实现轮式车辆左、右车轮差速传动的新型差速器。它具有1个驱动环和2个凸轮，依靠驱动环与驱动齿轮轮毂的相对滑转来自动控制前行差速或倒车差速。本差速器所提供给车辆的驱动力矩为左、右驱动车轮附着力矩之和，大于行星齿轮差速器所能提供的驱动力矩，因而能提高轮式车辆在泥泞路面上的通过和越野能力。本实用新型还具有结构简单、重量轻、制造成本低和使用调整方便等特点。
文档编号F16H25/00GK2042536SQ88208930
公开日1989年8月9日 申请日期1988年7月22日 优先权日1988年7月22日
发明者黄敦朴 申请人:黄敦朴